Wifi a RF: pany de porta: 3 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Visió general

Aquesta instrucció us proporcionarà la possibilitat de bloquejar / desbloquejar la porta d’entrada mitjançant el programari domòtic (com ara OpenHAB - programari domòtic gratuït que faig servir personalment). La imatge superior mostra una captura de pantalla de mostra de l’aplicació OpenHAB per a iPhone. Alternativament, podeu utilitzar la missatgeria MQTT tal com es descriu a continuació en gairebé qualsevol sistema que desitgeu.

Supòsits

Aquesta instrucció suposa que ja teniu (o configurareu):

• S’està executant OpenHAB (programari domòtic gratuït de codi obert), tot i que, com s’ha esmentat, hauria de funcionar amb qualsevol programari domòtic que pugui incloure una vinculació MQTT. Alternativament, podeu modificar el codi per adaptar-lo a les vostres necessitats.
• Enquadernació Mosquitto MQTT instal·lada i configurada amb OpenHAB (MQTT és un protocol de tipus subscripció / publicació de missatgeria que és lleuger i ideal per a la comunicació entre dispositius)
• Que ja heu instal·lat un pany de teclat de la porta principal basat en RF que inclou almenys un comandament a distància (la majoria sí). Es poden comprar relativament barats a Amazon (aproximadament ~ 60 dòlars EUA, tot i que les bateries d'aquest model només duren uns 4 mesos, així que mireu si podeu proporcionar corrent continu que alimenti el pany o gastar una mica més en un model decent:-))

Si no executeu OpenHAB i un corredor MQTT, consulteu aquest excel·lent article al lloc web MakeUseOf

Introducció

Aquest projecte us mostra específicament com utilitzar un pany de porta basat en RF KEY FOB per ser molt més útil convertint-lo en un treball sense fils, donant-vos la possibilitat de bloquejar o desbloquejar la porta mitjançant el vostre sistema domòtic, un navegador web i el telèfon (mitjançant l'aplicació OpenHAB) o fins i tot programar-lo per bloquejar-se automàticament a la nit mitjançant regles del programari domòtic. Per a aquest projecte, vaig comprar un "pany de porta frontal amb teclat basat en Mi RF" a Amazon per aproximadament 60 dòlars EUA *

(* EDITAR: les bateries d'aquesta marca en particular de panys de la porta no duren tant de temps! Només em van fer servir 3-4 mesos abans d'haver de canviar les bateries, cosa que va resultar bastant frustrant. Des de llavors he canviat aquesta unitat per a un pany electrònic de la porta de la marca Windsor, que pot durar fins a dos anys. Les piles poden durar fins a 2 anys. Alternativament, tot i que hi ha molta més feina, penseu en la possibilitat d’executar corrent continu pel nucli de la porta fins al pany)

Per a això, proporcionen un pany de porta de radiofreqüència (radiofreqüència) amb teclat integrat i un porta-claus per bloquejar / desbloquejar remotament. Tanmateix, amb RF, el porta-claus ha d’estar a l’abast del pany de la porta. Aquest projecte farà ús del portaequipatges integrant-lo amb un Wemos (placa IOT amb xip ESP8266) per fer el bloqueig / desbloqueig sense fils, per tant controlable des de qualsevol lloc on tingueu connexió a Internet.

Què necessito?

En primer lloc, compreu i instal·leu el bloqueig del teclat basat en RF. Heu d’assegurar-vos que ve amb un porta-claus. Proveu el suport i assegureu-vos que, prement els botons, bloquejarà o desbloquejarà la porta abans de començar. La majoria d’aquests panys de les portes s’haurien de basar en mides i portes de panys estàndard, de manera que si ja teniu un pany mort (com ho vaig fer jo), substituir-lo és excepcionalment fàcil.

Per crear el controlador sense fils, haureu d’origen les parts següents:

• Wemos D1 mini V2 (té un xip sense fils ESP8266 incorporat) o només un xip ESP8266 hauria de fer-ho (no recomano la versió ESP-01 per a aquest projecte, ja que el pin GPIO 0 s’ha de mantenir molt encès perquè s'engegui des del flash, tanmateix si feu això, el bloqueig de la porta s'activarà quan l'ESP8266 s'encengui i pot desbloquejar la porta principal. Tot i que hi ha solucions alternatives que podem fer per això, com ara l'ús de temporitzadors o transistors, etc., pel baix cost d’un Wemos i menys components, tindrem l’objectiu d’un enfocament més senzill)
• Una font d’alimentació de 5 V CC per alimentar el Wemos i el Keyfob (ja no caldran bateries) Si alimenteu el Wemos mitjançant el pin VCC de 5 V (en lloc del port USB) i la font d’alimentació CC és superior a 5 V, també necessiteu un regulador de voltatge de 5V (com ara un LM7805) més 2 condensadors, 10V 0,33uF i un 10V 0,1uF o de mida similar (segons la fitxa tècnica LM7805)

• Dos MOSFET 2N7000 o similars (s'utilitzaran per canviar el porta-tecles, un per bloquejar i l'altre per desbloquejar. El 2N7000 és un MOSFET de canal N de millora molt comú i molt barat, de manera que hauria de ser molt fàcil de proveir)

• Dos resistors de 10 K ohmis (s’utilitzaran com a resistències desplegables per a cadascun dels MOSFET perquè el bloqueig / desbloqueig de la porta no s’activi en engegar-lo).
• Segons el vostre comandament de claus, és possible que també hàgiu de connectar-lo a un altre condensador (com un 10V 220uF o un tamany similar) per ajudar a augmentar la potència del comandament de claus. Vegeu els motius pels quals més endavant en aquest article.
• Eines necessàries: talladores laterals, filferro de nucli únic, soldador, flux i opcionalment multímetre

El porta-claus normalment utilitza bateries de 2 x 3V en sèrie (6V Vcc). Per tant, utilitzar una font de 5V amb un condensador, però, és suficient per alimentar els Wemos i activar el bloqueig / desbloqueig.

Si teniu un teclat que funciona amb una sola bateria de 3V, hauríeu de poder afegir un regulador de voltatge de 3,3V al circuit per deixar caure la tensió propera als 3V necessaris. Una bateria de 3V realment genera uns 3,1V i la majoria de circuits tenen una tolerància de voltatge més elevada, de manera que en aquest cas de 3,1V a 3,3V és del + 6%. Combineu-ho amb el fet que el Wemos atrau corrent, de manera que és probable que la tensió sigui encara menor. En cas de dubte, mesureu-ho amb un multímetre i, si és possible, consulteu amb el proveïdor de panys la tensió màxima (o la màxima tolerància) que acceptarà el portàtil, ja que no assumeixo cap responsabilitat si el portavís deixa de funcionar. Finalment, com a solució alternativa, configureu un circuit divisor de tensió.

Pas 1: Muntatge

Soldadura

Muntar els components és molt senzill. Primer, obriu el porta-claus: traieu les bateries i la funda perquè només necessiteu la placa de circuit interior. A continuació, soldeu un cable a cada costat de les potes del botó de la clau. Feu això tant per al botó de "bloqueig" com per al "desbloquejar". A continuació, gireu el fob i soldeu un cable als coixinets + i - a la part posterior del fob, tal com es mostra a les imatges. El coixinet més gran és +, el més petit és -

Nota: la font d'alimentació de 5 V alimentarà tant el Wemos com el Key Fob, de manera que les bateries del FOB ja no són necessàries.

muntatge

Proporcioneu Vcc i GND de 5 V als Wemos i afegiu els MOSFET i les resistències a la placa segons la imatge. Les resistències de 10K ohmis haurien de funcionar des de GND fins a la porta (pin central) dels MOSFET. Això farà que la tensió es posi a terra, aturant els MOSFET en activar-se.

A continuació, feu un cable des de D1 al Wemos fins a la porta del primer MOSFET i D2 al Wemos fins a la porta del segon MOSFET. D1 i D2 són pins GPIO (entrada / sortida d’ús general) designats com a pins OUTPUT al codi.

Finalment, connecteu els cables de la clau a la placa de connexió, Vcc al carril de 5 V, GND a GND i, a continuació, el cable del costat negatiu del botó al costat font de cada MOSFET i el costat positiu del botó al costat de drenatge de cada MOSFET tal com es mostra a la imatge (utilitzeu un multímetre si no esteu segurs de la polaritat)

(EDIT: El pany de substitució de la porta de Windsor que he esmentat anteriorment té un comandament de teclat que consumeix una mica més de voltatge que l'antiga tecla de teclat. Això va provocar que els Wemos deixessin de respondre efectivament a causa de la caiguda de tensió, quan la porta estava bloquejada / desbloquejada. Si experimenta el mateix problema i, a continuació, esmenarà el cable d’un condensador de 220uF (o similar) just abans del cablejat +/- que surt al porta-tecles. El condensador es carregarà i, quan s’activi, drenarà el condensador en lloc de dirigir la potència continua)

Ara connecteu el cable USB al Wemos i l’altre extrem del cable a l’ordinador.

(El codi emetrà el pin D1 "HIGH", activant el MOSFET perquè el voltatge es desplaci des del desguàs a la font i, per tant, "activeu" el botó durant 1 segon abans de tornar a posar el pin de sortida "LOW" i apagar-lo) De fet, simplement simula una tecla prement el botó mitjançant codi)

IDE Arduino

Inicieu l'IDE Arduino. Baixeu-vos i obriu el codi (enllaç alternatiu AQUÍ) Assegureu-vos que les taules addicionals estiguin incloses a l'IDE, consulteu aquí com configurar-les. A continuació, haureu d'assegurar-vos que la placa correcta està instal·lada i carregada per al vostre projecte (Eines, taulers, administrador de taules: cerqueu "esp8266" i instal·leu-la), així com el port COM correcte seleccionat (Eines, port, COM …). També necessitareu les biblioteques adequades PubSubClient i ESP8266Wifi instal·lades (Sketch, Gestiona biblioteques, Inclou biblioteca …)

A continuació, modifiqueu les línies de codi següents i substituïu-les pel vostre propi SSID i contrasenya per a la vostra connexió sense fils. A més, canvieu l'adreça IP per apuntar al vostre propi broker MQTT. Si no teniu instal·lat cap broker MQTT, us recomano utilitzar Mosquitto. Baixeu-lo per a Windows o Linux aquí.

// Wificonst char * ssid = "your_wifi_ssid_here"; const char * password = "your_wifi_password_here"; // MQTT Broker Adreça IP MQTT_SERVER (192, 168, 222, 254);

Un cop canviat, verifiqueu el codi i pengeu-lo a la placa Wemos / ESP8266 mitjançant un cable USB.

Pas 2: proves i configuració d'OpenHAB

Proves MQTT

MQTT és un sistema de missatgeria "subscripció / publicació". Un o més dispositius poden parlar amb un "broker MQTT" i "subscriure-se" a un tema determinat. Qualsevol missatge entrant des de qualsevol altre dispositiu que estigui "publicat" al mateix tema serà enviat per l'agent a qualsevol altre dispositiu que s'hagi subscrit a aquest tema. És un protocol extremadament lleuger i senzill d’utilitzar i perfecte com a simple sistema d’activació com ara el d’aquí. Vegeu el diagrama de flux per obtenir una idea aproximada de com funciona.

Per fer proves, podeu veure els missatges MQTT entrants des de Wemos al vostre corredor MQTT executant l'ordre següent al servidor Mosquitto (Mosquitto és un dels molts programes disponibles per MQTT Broker). Aquesta ordre subscriu els missatges entrants de manteniment en viu:

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / status

Hauríeu de veure els missatges entrants que provenen de Wemos cada 30 segons aproximadament amb el número "1" (que significa "Estic viu"). Si veieu constants "0" (o no hi ha resposta), no hi haurà comunicació. Un cop veieu el número 1, significa que Wemos es comunica amb l'agent de MQTT (cerqueu "Última voluntat i testament de MQTT" per obtenir més informació sobre com funciona això o bé vegeu aquesta bona entrada de bloc).

Un cop hàgiu demostrat que la comunicació és funcional, ara podeu fer el seguiment del missatge "activador" (bloqueig / desbloqueig) real. Primer subscriviu-vos al tema següent.

mosquitto_sub -v -t openhab / frontdoor / trigger

Ara obriu una segona finestra de línia d'ordres i executeu l'ordre de publicació següent, enviant al tema un missatge de "LOCK" o "UNLOCK". Hauríeu de veure com apareix el missatge corresponent a la primera finestra i també hauríeu de veure el llum LED vermell flaix a la tecla i el mecanisme de la porta que es bloqueja o es desbloqueja segons calgui.

mosquitto_pub -t openhab / frontdoor / trigger -m LOCK

(-t significa 'tema', -m significa 'missatge', -v significa sortida 'detallada')

Nota: Si la porta es desbloqueja quan envieu un bloqueig o es bloqueja quan envieu l'ordre de desbloqueig, simplement canvieu els cables D1 i D2 al voltant

Configuració OpenHAB

Es requereixen els canvis següents a OpenHAB:

fitxer 'elements':

Canviar frontdoorTrigger "Front Door" (gDoors) {mqtt = "> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: ON: LOCK],> [mqttbroker: openhab / frontdoor / trigger: command: OFF: UNLOCK]"} Número frontdoorStatus "Porta principal [MAP (status.map):% d]" (gDoors) {mqtt = "<[mqttbroker: openhab / frontdoor / status: state: default]"}

fitxer 'mapa del lloc':

Canvia element = frontdoorTrigger mappings = [ON = "Bloqueig", OFF = "Desbloqueja"] Element de text = frontdoorStatus

fitxer 'status.map' (a la carpeta de transformació):

0 = Down1 = Alive- = unknown

És possible que hàgiu de canviar lleugerament la configuració d’OpenHAB anterior per adaptar-la a la vostra configuració, com ara la part "mqttbroker:" que fa referència al nom del vostre broker MQTT configurat.

La imatge final mostra els components d’un PCB. En aquest cas, perquè faig servir una font d'alimentació de CC de> 5V (en el meu cas de 9V), la placa també inclou un regulador de voltatge LM7805, així com un condensador de 0,33 uF per a l'alimentació lateral i un condensador de 0,1 uF al costat de sortida per ajudar a suavitzar i estabilitzar el voltatge. En cas contrari, la resta de connexions són les mateixes que les descrites anteriorment.

Resolució de problemes

- Si teniu problemes en què el Wemos bloqueja o desbloqueja contínuament la porta (p. Ex., Envia un senyal de RF i la llum LED del portaobjectes roman encesa), comproveu els cables VCC i GND al Wemos. És probable que un o tots dos no estiguin connectats correctament.

Pas 3: soldeu els components a un PCB

Vaig acabar soldant tots els components fins a un PCB, només fent servir cables i / o pistes de soldadura per unir tots els components. Llavors vaig obtenir una antiga berruga de paret de CC i vaig tallar el cable lleugerament més curt, i després el vaig dirigir a un bloc de connectors que havia soldat al PCB. L'alimentació es desconnecta al regulador de tensió / condensadors de 5V i als components necessaris. Simplement, vaig apuntar la part posterior del PCB a la berruga de la paret i la vaig connectar a un punt de corrent dins d’un dels meus armaris. Fa uns 9 mesos que funciona sense problemes.